5功能遥控器PT8A977/978的应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网 关键字:功能  遥控  遥控器  应用
摘要:研究了具有优异性能的5功能无线遥控电路PT8A977/978的主要性能、内部电路结构特点以及控制逻辑关系,详细介绍了PT8A977/978的典型应用电路及其电路工作原理。 关键词:PT8A977/978;编码;解码;伺服电机;遥控车 1 引言 玩具遥控车采用的是伺服电机无线遥控技术。遥控电路设计的基本要求是高性能、低成本、运行平稳、控制灵活、线路简单、抗干扰能力强。通常玩具遥控车的驱动要用两个微型直流伺服电动机来实现玩具遥控车的前进、后退、左转、右转和加速等功能。玩具遥控车市场竞争的日趋激烈,对玩具遥控车的电气性能也提出了越来越高的要求。玩具遥控车的无线遥控控制电路设计决定着玩具遥控车的整体性能。文中给出了一种具有优异性能的迷你型玩具遥控车电路的设计方案,该方案主要采用PT8A977/978集成电路控制器来设计完成。 2 遥控车无线遥控电路 普通玩具遥控车一般都具有前进、后退、左转、右转的基本功能,这些功能可分别由两台微型伺服电动机来完成,该电机没有调速功能。无线遥控电路的原理方框图设计如图1所示。 该电路由无线发射和无线接收两部分组成,其中无线发射由编码电路和RF发射电路组成。编码电路使用的集成电路型号是PT8A977,该电路具有5种编码功能,其中F/B用于控制伺服电动机的前进、后退;L/R用于控制伺服电动机的左转、右转;turbo用于加速。 图2和图3 无线接收电路部分的解码电路可以使用PT8A978集成电路芯片来完成,解调后的RF信号在PT8A996中被放大和滤波,然后得到基带信号。当系统在对该信号进行取样后,解码逻辑便可以提取F/B、L/R和来自接收信号的功能位,同时输出相应的前进、后退、左转、右转和加速功能所用的控制电平。为了满足玩具遥控车的安全需要,同时还应为伺服电机设计过载保护电路。 图4 3 PT8A977/978的主要性能结构 PT8A977/978是配套使用的无线遥控编解码集成电路,它们都有5个管脚,对应于5种编/解码功能。根据外形封装的区别,PT8A977/978分别各有3种序列号,其系列产品如表1所列。PT8A977/978具有遥控车的完整控制功能,它们的工作电压为2.5~5.0V,当无任何功能键按下时,芯片将自动断电,片上振荡器停止工作,从而减少工作电流。该编/解码器的使用十分简单,应用时只需很少的几个外部元件即可构成一个完整的实用电路。 表1 PT8A977/978系列产品简介 编码型号 PT8A977BP PT8A977BW PT8A977BDE 封装类型 14脚DIP 14脚SOIC 裸片 编码型号 PT8A978BP PT8A978BW PT8A978BDE 封装类型 16脚DIP 16脚SOIC 裸片 3.1 编码电路PT8A977BP/977BW的性能结构 编码电路的内部结构和外形封装分别如图2(a)和图2(b)所示。由图可见:该编码器的内部主要由输入电路、编码电路、振荡电路、时序产生器电路和输出电路组成。输入电路有5个输入管脚,分别与5个功能按键forward(前进)、backward(后退)、right-ward(向右)、leftward(向左)和turbo(加速)相对应。芯片中的编码电路向SO和SC两个输出管脚发送数字码,数字码与定义的功能按键相对应,SO编码输出端用于无线遥控,而SC编码输出端则用于红外遥控。芯片内时序电路中的一个计数器可使PT8A977BP/977BW具有自动断电功能。其管脚PC输出端可用来控制外部工作电源的通、断状态。按下任何一个功能按键都会立即使芯片激活。编码器输出的编码格式和字格式分别如图3(a)和图3(b)所示。在编码格式中,W1表示功能码,W2表示开始码。PT8A977/977BW的管脚功能说明如表2所列。 表2 PT8A977BP/977BW的各管脚说明 管脚号 管 脚 名 功 能 说 明 1 Right 带上拉电阻,如果这个管脚接地,则选择右转功能 2 Test 带有上拉电阻,这个管脚可用于测试方式 3 GND 电源负极 4 Backward 带有上拉电阻,该脚接地选择后退功能 5 Forward 带有上拉电阻,该脚接地选择前进功能 6 Turbo 带有上拉电阻,该脚接地选择加速功能 7 SC 带有载波频率的编码信号输出端,用于红外遥控 8 SO 带有载波频率的编码信号输出端,用于无线遥控 9 Vcc 电源正极 10 PC 电源控制输出管脚 11 OSCO 振荡器输出管脚 12 OSCO 振荡器输如管脚 13 NC 不连 14 Left 带有上拉电阻,该脚接地选择左转功能 3.2 解码电路PT8A978BP/978BW的功能结构 解码集成电路的内部电路结构和外形封装分别如图4(a)和图4(b)所示。该解码集成电路比编码集成电路复杂得多,它内部主要由3组放大器、信号取样和误码检测、解码电路、控制逻辑电路、振荡器、时序产生器、锁存器、输出电路组成。PT8A978BP/978BW有5个输出管脚,分别具有5种功能。接收的信号由三级放大器放大后对其进行信号取样、误码检测和解码,以控制遥控车的动作。编码和解码两种芯片的振荡器工作频率之间的相对误差必须小于%26;#177;2.5%。图5所示是具体编码和解码时序,该解码器的管脚功能说明如表3所列。 表3 PT8A978BP/978BW管脚说明 管 脚 号 管 脚 名 功 能 说 明 1 VO2 放大器2输出管脚 2 GND 负电源 3 SI 解码信号输入管脚 4 OSCI 振荡器输入管脚 5 OSCO 振荡器输出管脚 6 Right 右转输出管脚 7 Left 左转输出管脚 8 RD 带有上拉电阻,该脚接地选择右转功能 9 LD 带有上拉电阻,该脚接地选择左转功能无效 10 Backward 后退输出管脚 11 Forward 前进输出管脚 12 Turbo 加速输出管脚 13 Vcc 电源正极 14 VI1 放大器1输入管脚 15 VO1 放大器1输出管脚 16 VI2 放大器2输入管脚 4 PT8A977/978的典型电路 4.1 PT8A977BP/977BW在发射电路中的应用 PT8A977BP/977BW在发射电路中的典型应用电路如图6所示,该电路使用9V电池供电,三极管Q1和Q2的工作电压均是9V,集成电路芯片的工作电压是4.7V。当开关S1闭合时,发光二极管LED1导通发光,表示工作电源接通。9V电压直接加到Q1、Q2上,同时经R2、D1组成的稳压电路可为芯片提供4.7V的工作电压。电阻R1用来决定编码器内部振荡器OSC的振荡频率;按键开关L、R用于控制遥控车的左、右转;按键开关F、B用于控制遥控车的前进、后退。三极管Q1与L1、X1、C3组成了一个电容三点式载波振荡器,该振荡器的工作频率可以是27MHz或49MHz。编码器SO管脚输出的编码数字信号和Q1输出的载波信号同时加到Q2的基极后,经Q2调制,L3、C8、C9滤波后便由天线L4发射出去。当载波频率为27MHz时,RF电路的元件参数则是:C3=47pF、C8=180pF、C9=47pF、R3=120kΩ、R5=15kΩ、L1=L2=2.2μH、X1=27.145MHz。载波频率如果为47MHz,RF电路的元件参数是:C3=22pF、C8=100pF、C9=30pF、R3=68kΩ、R5=22kΩ、L1=L2=1μH、X1=49.860MHz。 图6 4.2 PT8A978BP/978BW在接收电路中的应用 PT8A978BP/978BW在接收电路中的典型应用电路如图7所示,该电路使用的是6V电源电压,当电源开关S1闭合时,6V电压直接加在伺服电机M1和M2的两组全桥驱动器上,再经R10和稳压二极管D1降到3.3V,以作为RF接收电路和解码芯片的工作电压。无线遥控信号经天线和Q1组成的RF电路接收后,将送至解码芯片的VI1输入管脚。接收到的信号经芯片解码后可从管脚7Left、6Right、11Forward和10Backward脚输出功能信号以驱动两个全桥电机驱动器,从而使桥路上的驱动三极管交替导通以控制伺服电机的正、反转。现以伺服电机M1为例:当解码芯片Forward管脚输出为高电平,Backward管脚输出为低电平时,Q2、Q6、Q5导通,而Q3、Q7、Q4关断,M1中的电枢电流为从右至左,此时M1应正转;反之,当解码芯片Forward管脚输出为低电平,Backward管脚输出为高电平时,Q2、Q6、Q5关断,而Q3、Q7、Q4导通,M1中的电枢电流从左至右,此时,M1应反转。当接收电路的载波频率为27MHz时,RF接收电路的元件参数如下:C1=10pF、C2=47pF、C3=47pF、C4=3300pF、Q1的型号为C1815-Y、R1=150kΩ、R2=680Ω、L1=7T、L2=8.2μH;而载波频率为49MHz时,RF接收电路的元件参数如下:C1=15pF、C2=25pF、C3=10pF、C4=2200pF、Q1的型号C380-0、R1=180kΩ、R2=820Ω、L1=5T、L2=3.3μH。 图7

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